Question

【題目】工業上，在催化劑條件下，用NH3作為還原劑將煙氣中的NOx還原成無害的氫氣和水，反應方程式可表示為：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)

(1)一定條件下，在容積為2L的容器內進行該反應，20min時達到平衡，生成N2 0.4mol，則平均反應速率v(NO)=___________________。可從混合氣體的顏色變化判斷上述反應是否達到平衡，其理由是_______________________________________________。

(2)工業上也用氨水吸收SO2尾氣，最終得到(NH4)2SO4，(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)與c(SO42-)之比____2:1(選填“>”、“<”、“=”)，用離子方程式解釋其原因______________________。

(3)與Cl2相比較，ClO2處理水時被還原成Cl-，不生成有機氯代物等有害物質。工業上可用亞鋁酸鈉和稀鹽酸為原料制備ClO2，反應如下：NaClO2+HCl→ClO2↑+NaCl+_____(沒有配平)

(4)補全方程式并配平，標出電子轉移方向和數目_________________________ 。

(5)該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比是___________。若生成0.2molClO2，轉移電子數為_____個。

Answer 1

【答案】0.005 mol/(Lmin) 該反應只有NO2為紅棕色，其他氣體都無色，當混合氣體顏色深淺不變時，說明NO2濃度不變，即反應達到平衡 < NH4+水解，使NH4+濃度減少，NH4++H2ONH3H2O+H+ 1:4 0.2NA

【解析】

（1）依據化學反應速率的公式先求出N2的化學反應速率，再依據化學方程式的計量數之比等于對應物質的化學反應速率之比得出結論；只有NO2為紅棕色，其他氣體都無色，根據顏色變化判斷平衡狀態；

（2）銨根離子在水溶液中會發生水解；

（3）依據元素守恒填寫該方程所缺化學式；根據依據氧化還原規律配平該化學方程式并利用雙線橋法標出電子轉移的方向與數目；

（5）根據氧化還原反應的規律作答。

（1）在容積為2L的容器內進行該反應，20min時達到平衡，生成N2 0.4mol，則==0.01 mol/(Lmin)，根據方程式2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)可知，=0.005 mol/(Lmin)；該反應只有NO2為紅棕色，其他氣體都無色，當混合氣體顏色深淺不變時，說明NO2濃度不變，即反應達到平衡，

故答案為：0.005 mol/(Lmin)；該反應只有NO2為紅棕色，其他氣體都無色，當混合氣體顏色深淺不變時，說明NO2濃度不變，即反應達到平衡；

（2）(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)與c(SO42-)之比<2:1，因為NH4+水解，使NH4+濃度減少，NH4++H2ONH3H2O+H+，

故答案為：<；因為NH4+水解，使NH4+濃度減少，NH4++H2ONH3H2O+H+；

（3）該方程遵循元素守恒，可以看出氫元素以水形式生成，所以所缺化學式為H2O，

故答案為：H2O；

（4）NaClO2→ClO2，+3價的氯元素化合價升高到+4價，NaClO2→NaCl，+3價的氯元素的化合價降低到-1價，根據電子守恒，得到方程式為5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O，電子轉移如下：，

故答案為：；

（5）5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O反應中，4NaClO2→4ClO2，+3價的氯元素化合價升高到+4價，所以NaClO2是還原劑；1NaClO2→1NaCl，+3價的氯元素的化合價降低到-1價，所以部分NaClO2作氧化劑；所以該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為1：4，生成0.2 mol ClO2轉移電子的物質的量為0.2NA，
故答案為：0.2NA；